Características e funcionamento de motores automóveis

CARACTERÍSTICAS
E FUNCIONAMENTO
DOS MOTORES

Colecção Formação Modular Automóvel
Título do Módulo Características e Funcionamento dos Motores
Coordenação Técnico-Pedagógica
CEPRA - Centro de Formação Profissional
da Reparação Automóvel
Departamento Técnico Pedagógico
Direcção Editorial CEPRA - Direcção
Autor CEPRA - Desenvolvimento Curricular
Maquetagem CEPRA – Núcleo de Apoio Gráfico
Propriedade Instituto de Emprego e Formação Profissional
Av. José Malhoa, 11 - 1000 Lisboa
Edição 3.0 Portugal, Lisboa, 2000/04/28
Depósito Legal 147890/00
Copyright, 2000
Todos os direitos reservados
IEFP
“Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação Profissional e Emprego, confinanciado pelo
Estado Português, e pela União Europeia, através do FSE”
“Ministério de Trabalho e da Solidariedade - Secretaria de Estado do Emprego e Formação”

Características e Funcionamento dos Motores
Índice
ÍNDICE
DOCUMENTOS DE ENTRADA
OBJECTIVOS GERAIS ................................................................................................................. E.1
OBJECTIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................................................... E.1
PRÉ-REQUISITOS ........................................................................................................................ E.4
CORPO DO MÓDULO
0 - INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 0.1
1 - INTRODUÇÃO AO MOTOR ..................................................................................................... 1.1
1.1 - TIPOS DE MOTORES ...................................................................................................... 1.1
1.1.1 - TIPO DE MOVIMENTO .............................................................................................. 1.2
1.1.2 - MODO DE FUNCIONAMENTO....................................................................................1.3
1.1.3 - TIPO DE COMBUSTÍVEL ............................................................................................1.4
1.1.4 - FORMAÇÃO DA MISTURA .........................................................................................1.4
1.1.5 - DISPOSIÇÃO E NÚMERO DE CILINDROS ................................................................1.5
1.1.5.1 - DISPOSIÇÃO DOS CILINDROS ........................................................................1.5
1.1.5.2 - NÚMERO DE CILINDROS .................................................................................1.7
1.1.6 - tIPO DE ARREFECIMENTO .....................................................................................1.19
1.1.7 - tIPO DE IGNIÇÃO .....................................................................................................1.19
1.1.8 - tIPO DE ENCHIMENTO DO CILINDRO ...................................................................1.19
1.1.9 - tIPO DE ACCIONAMENTO DAS VÁLVULAS ...........................................................1.20
1.1.10 - CICLO DE FUNCIONAMENTO ...............................................................................1.21
1.1.11 - COMBUSTÃO ..........................................................................................................1.21
1.2 - MOTOR A GASOLINA ......................................................................................................1.22
1.2.1 - FUNCIONAMENTO DO MOTOR A GASOLINA ....................................................... 1.22
1.3 - MOTOR DIESEL ..............................................................................................................1.24
1.3.1 - FUNCIONAMENTO DO MOTOR DIESEL ................................................................ 1.24
1.4 - CILINDRADA ...................................................................................................................1.25
1.5 - RELAÇÃO DE COMPRESSÃO .......................................................................................1.27
1.6 - PRESSÃO DE COMPRESSÃO .......................................................................................1.33
1.7 - DIFERENÇAS ENTRE MOTORES A GASOLINA E DIESEL ..........................................1.34
1.7.1 - DIFERENÇAS DE PRESSÕES E TEMPERATURAS ENTRE MOTORES A
GASOLINA E DIESEL ............................................................................................... 1.34

1.7.2 - DIFERENÇAS DE CONSTRUÇÃO ENTRE MOTORES A GASOLINA
E DIESEL .................................................................................................................. 1.35
2 - ÓRGÃOS DO MOTOR ............................................................................................................. 2.1
2.1 - BLOCO DO MOTOR ......................................................................................................... 2.1
2.1.1 - SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DO BLOCO ............................................................. 2.2
2.1.2 - MATERIAL DO BLOCO .............................................................................................. 2.3
2.1.3 - CILINDROS ................................................................................................................ 2.4
2.1.4 - CAMISAS .................................................................................................................... 2.7
2.1.4.1 - CAMISA HÚMIDA ................................................................................................. 2.9
2.1.4.2 - CAMISA SECA .................................................................................................... 2.12
2.1.5 - êmbolos ................................................................................................................ 2.13
2.1.5.1 - características do êmbolo ................................................................... 2.13
2.1.5.2 - consttituição do êmbolo ........................................................................ 2.14
2.1.5.3 - material do êmbolo .................................................................................... 2.16
2.1.5.4 - forças sobre o êmbolo ........................................................................... 2.18
2.1.5.5 - carga térmica sobre o êmbolo ............................................................. 2.19
2.1.6 - cavilhão ................................................................................................................ 2.20
2.1.6.1 - características do cavilhão ................................................................. 2.20
2.1.6.2 - material do cavilhão ................................................................................. 2.21
2.1.6.3 - tipos de fixação do cavilhão ................................................................. 2.21
2.1.7 - segmentos ........................................................................................................... 2.23
2.1.7.1 - descrição dos segmentos ...................................................................... 2.23
2.1.7.2 - tipos de segmentos ................................................................................... 2.24
2.1.7.3 - material dos segmentos .......................................................................... 2.28
2.1.7.4 - montagem dos segmentos ...................................................................... 2.28
2.1.8 - biela ........................................................................................................................ 2.30
2.1.8.1 - Constituição da biela ................................................................................ 2.30
2.1.8.2 - características da biela ......................................................................... 2.35
2.1.8.3 - material da biela .......................................................................................... 2.36
2.1.9 - cambota ................................................................................................................. 2.36
2.1.9.1 - função da cambota ..................................................................................... 2.37
2.1.9.2 - material da cambota .................................................................................. 2.37
2.1.9.3 - constituição da cambota ......................................................................... 2.38
2.1.9.4 - apoios da cambota ...................................................................................... 2.39
2.1.10 - volante do motor ........................................................................................... 2.44
2.1.10.1 - descrição do volante do motor ........................................................ 2.44
2.1.10.2 - características do volante do motor ........................................... 2.46
Índice

2.1.11 - AMORTECEDOR DE VIBRAÇÕES OU DAMPER..................................................2.47
2.1.11.1 - AMORTECEDOR OU DAMPER FLUIDO..........................................................2.48
2.1.11.2 - AMORTECEDOR OU DAMPER MECâNICO.....................................................2.49
2.2 - CABEÇA DO MOTOR (MOTOR A GASOLINA)................................................................2.49
2.2.1 - CARACTERÍSTICAS DA CABEÇA DO MOTOR.......................................................2.54
2.2.2 - MATERIAL DA CABEÇA DO MOTOR.......................................................................2.54
2.2.3 - JUNTA DA CABEÇA DO MOTOR..............................................................................2.55
2.2.4 - FUNÇÃO DA JUNTA DA CABEÇA DO MOTOR........................................................2.56
2.2.5 - MATERIAL DA JUNTA DA CABEÇA DO MOTOR.....................................................2.56
2.2.6 - CÂMARA DE COMBUSTÃO (MOTOR A GASOLINA)...............................................2.57
2.2.7 - PARAFUSOS DA CABEÇA DO MOTOR...................................................................2.59
2.3 - CABEÇA DO MOTOR (MOTOR DIESEL).......................................................................2.60
2.3.1 - MATERIAL DA CABEÇA DO MOTOR (MOTOR DIESEL).........................................2.62
2.3.2 - CÂMARA DE COMBUSTÃO (MOTOR DIESEL).......................................................2.62
2.3.2.1 - CÂMARAS DE COMBUSTÃO - INJECÇÃO INDIRECTA....................................2.63
2.3.2.2 - CÂMARAS DE COMBUSTÃO - INJECÇÃO DIRECTA.......................................2.66
2.4 - CÁRTER..........................................................................................................................2.69
2.4.1 - CÁRTER SUPERIOR.................................................................................................2.69
2.4.2 - CÁRTER INFERIOR..................................................................................................2.69
3 - ciclos operativos ............................................................................................................ 3.1
3.1 - CICLO A 4 (QUATRO) TEMPOS - MOTOR A GASOLINA...............................................3.1
3.2 - CICLO A 2 (DOIS) TEMPOS - MOTOR A GASOLINA.....................................................3.7
3.3 - CICLO A 4 (QUATRO) TEMPOS - MOTOR DIESEL.....................................................3.13
4 - motor wankel .................................................................................................................... 4.1
4.1 - CONSTITUIÇÃO DO MOTOR.........................................................................................4.1
4.2 - FUNCIONAMENTO DO MOTOR WANKEL.....................................................................4.3
4.3 - PROBLEMAS DO MOTOR WANKEL..............................................................................4.9
4.3.1 - SEGMENTOS...........................................................................................................4.9
5 - diagramas de funcionamento ..................................................................................... 5.1
5.1 - CICLOS TEÓRICOS........................................................................................................5.1
5.1.1 - CICLO A VOLUME CONSTANTE (CICLO OTTO)....................................................5.2
5.1.2 - CICLO A PRESSÃO CONSTANTE (CICLO DIESEL)...............................................5.3
5.1.3 - MOTOR A GASOLINA - DIFERENÇAS ENTRE OS CICLOS REAIS E
TEÓRICOS................................................................................................................5.5
5.1.4 - MOTOR DIESEL - DIFERENÇAS ENTRE OS CICLOS REAIS E
TEÓRICOS................................................................................................................5.7
Índice

6 - COMBUSTÃO E COMBUSTÍVEIS.............................................................................................6.1
6.1 - COMBUSTÍVEIS.................................................................................................................6.1
6.1.1 - VOLATILIDADE............................................................................................................6.2
6.1.2 - ÍNDICE DE OCTANO...................................................................................................6.2
6.1.3 - ÍNDICE DE CETANO...................................................................................................6.3
6.2 - COMBUSTÃO.....................................................................................................................6.4
6.2.1 - COMPOSIÇÃO DO AR................................................................................................6.5
6.2.2 - PROCESSO DE COMBUSTÃO - MOTOR A GASOLINA............................................6.5
6.2.2.1 - DETONAÇÃO........................................................................................................6.7
6.2.2.2 - AUTO-IGNIÇÃO.....................................................................................................6.9
6.2.2.3 - PONTO DE IGNIÇÃO (MOTOR A GASOLINA)...................................................6.10
6.2.3 - PROCESSO DE COMBUSTÃO - MOTOR DIESEL..................................................6.16
6.2.4 - PRODUTOS DA COMBUSTÃO.................................................................................6.19
6.2.5 - RELAÇÃO AR/COMBUSTÍVEL...................................................................................6.20
6.2.6 - EFEITO DE MISTURAS RICAS E POBRES.............................................................6.21
6.2.7 - COMPOSIÇÃO DOS GASES DE ESCAPE NUMA MISTURA POBRE.....................6.23
6.2.8 - COMPOSIÇÃO DOS GASES DE ESCAPE NUMA MISTURA RICA.........................6.24
7 - TESTE DE COMPRESSÃO........................................................................................................7.1
7.1 - TESTE DE COMPRESSÃO (MOTOR A GASOLINA).........................................................7.1
7.1.1 - CONDIÇÕES DE ENSAIO...........................................................................................7.1
7.1.2 - EQUIPAMENTO DE VERIFICAÇÃO............................................................................7.2
7.1.3 - PROCEDIMENTOS DO TESTE...................................................................................7.4
7.1.4 - LEITURA DOS RESULTADOS DO TESTE..................................................................7.8
7.2 - TESTE DE COMPRESSÃO (POTOR DIESEL)................................................................7.14
7.2.1 - CONDIÇÕES DE ENSAIO.........................................................................................7.14
7.2.2 - EQUIPAMENTO DE VERIFICAÇÃO..........................................................................7.15
7.2.3 - PROCEDIMENTOS DO TESTE.................................................................................7.18
7.2.4 - LEITURA DOS RESULTADOS DO TESTE................................................................7.24
8 - TESTE DE FUGAS ....................................................................................................................8.1
8.1 - PROCEDIMENTOS............................................................................................................8.1
9 - VERIFICAÇÃO DO EQUILÍBRIO DOS CILINDROS ................................................................9.1
10 - INSPECÇÃO VISUAL DO MOTOR .......................................................................................10.1
10.1 - COMPONENTES DANIFICADOS..................................................................................10.1
10.2 - DETECÇÃO DE FUGAS DE ÁGUA, ÓLEO E AR..........................................................10.1
10.3 - ENDOSCOPIA................................................................................................................10.2
Índice

11 - INSPECÇÃO DA CABEÇA DO MOTOR ...............................................................................11.1
11.1 - VERIFICAÇÃO DA CABEÇA DO MOTOR......................................................................11.1
11.1.1 - LIMPEZA DA CABEÇA DO MOTOR.......................................................................11.1
11.1.2 - INSPECÇÃO VISUAL DA CABEÇA DO MOTOR...................................................11.3
11.1.3 - INSPECÇÃO VISUAL DA SUPERFÍCIE DE ASSENTAMENTO DO BLOCO DO
MOTOR....................................................................................................................11.4
11.1.4 - VERIFICAÇÃO DA PLANICIDADE DA SUPERFÍCIE DE ASSENTAMENTO DO
BLOCO DO MOTOR................................................................................................11.4
11.1.5 - INSPECÇÃO VISUAL DA JUNTA DA CABEÇA DO MOTOR...................................11.6
11.1.6 - MEDIÇÃO DO VOLANTE DAS CÂMARAS DE COMBUSTÃO................................11.8
12 - INSPECÇÃO DO BLOCO DO MOTOR..................................................................................12.1
12.1 - VERIFICAÇÃO DO BLOCO DO MOTOR.......................................................................12.1
12.2 - VERIFICAÇÃO DOS CILINDROS..................................................................................12.3
12.2.1 - DESGASTE DOS CILINDROS................................................................................12.3
12.2.2 - INSPECÇÃO VISUAL DOS CILINDROS.................................................................12.4
12.2.3 - MEDIÇÃO DO DIÂMETRO INTERNO DOS CILINDROS.......................................12.5
12.3 - VERIFICAÇÃO DOS ÊMBOLOS....................................................................................12.7
12.3.1 - INSPECÇÃO VISUAL DO ÊMBOLO........................................................................12.8
12.3.2 - VERIFICAÇÃO DO DIÂMETRO DO ÊMBOLO........................................................12.9
12.3.3 - VERIFICAÇÃO DA FOLGA DE MONTAGEM........................................................12.10
12.3.4 - VERIFICAÇÃO DA FOLGA DOS SEGMENTOS NOS SEUS ALOJAMENTOS....12.11
12.3.5 - VERIFICAÇÃO DA FOLGA DOS SEGMENTOS DO ÊMBOLO............................12.12
12.3.6 - VERIFICAÇÃO DA FOLGA ENTRE O CAVILHÃO E O SEU ALOJAMENTO
NO ÊMBOLO..........................................................................................................12.13
12.4 - VERIFICAÇÃO DA CAMBOTA......................................................................................12.14
12.4.1 - INSPECÇÃO VISUAL DA CAMBOTA....................................................................12.14
12.4.2 - INDICAÇÃO DOS MOENTES DA CAMBOTA.......................................................12.14
12.4.3 - INDICAÇÃO DA FOLGA AXIAL DA CAMBOTA.....................................................12.15
12.4.4 - VERIFICAÇÃO DO EMPENO DA CAMBOTA........................................................12.18
12.4.5 - VERIFICAÇÃO DOS CANAIS DE LUBRIFICAÇÃO DA CAMBOTA......................12.19
12.5 - VERIFICAÇÃO DAS BIELAS........................................................................................12.19
12.5.1 - VERIFICAÇÃO DA DEFORMAÇÃO DA BIELA.....................................................12.20
12.6 - VERIFICAÇÃO DAS CAPAS DOS APOIOS DA CAMBOTA E DAS BIELAS................12.21
12.6.1 - VERIFICAÇÃO DO DESGASTE DAS CAPAS......................................................12.21
12.6.2 - VERIFICAÇÃO DA FOLGA DOS APOIOS.............................................................12.23
Índice

BIBLIOGRAFIA..........................................................................................................................C.1
DOCUMENTO DE SAÍDA
PÓS-TESTE............................................................................................................................... S.1
CORRIGENDA DO PÓS-TESTE............................................................................................. S.11
ANEXOS
EXERCÍCIOS PRÁTICOS..........................................................................................................A.1
GUIAS DE EXECUÇÃO DOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS........................................................A.3
Índice

OBJECTIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS
No final deste módulo, o formando deverá ser capaz de:
OBJECTIVO GERAL
OBJECTIVOS ESPECÍFICOS
Objectivos Gerais e Específicos
E.1
1. Distinguir e identificar pelas suas principais características diferentes
tipos de motores.
Identificar os vários tipos de motores descrevendo as suas características
e modos de funcionamento e identificar os vários órgãos de um motor
descrevendo as suas funções no conjunto do motor. Deve ser também
capaz de efectuar procedimentos de inspecção e testes de verificação do
funcionamento do motor.
2. Descrever os princípios de funcionamento de um motor a gasolina a 4
(quatro) tempos identificando os 4 (quatro) tempos do ciclo.
3. Descrever os princípios de funcionamento de um motor a gasolina a 2
(dois) tempos identificando os 2 (dois) tempos do ciclo.
4. Descrever os princípios de funcionamento de um motor Diesel a 4
(quatro) tempos identificando os 4 (quatro) tempos do ciclo.
5. Dado um motor a gasolina, identificar os seus principais órgãos e
descrever as suas funções.
6. Dado um motor Diesel, identificar os seus principais órgãos e
descrever as suas funções.

Características e Funcionamento dos MotoresE.2
7. Definir os conceitos de cilindrada unitária e total de um motor e dado um
motor determinar a sua cilindrada unitária e total.
8. Definir o conceito de relação de compressão de um motor.
9. Dado um motor, efectuar o teste de compressão dos cilindros utilizando o
equipamento adequado e os procedimentos correctos.
10. Dado um motor, efectuar o teste de fugas utilizando o equipamento ade-
quado e os procedimentos correctos.
11. Dado um motor rotativo do tipo Wankel, descrever o seu princípio de
funcionamento.
12. Dado um motor rotativo do tipo Wankel, identificar os seus principais
órgãos e descrever as suas funções.
13. Descrever e interpretar o ciclo teórico Otto e o ciclo teórico Diesel.
14. Efectuar a comparação entre ciclos teóricos e reais.
15. Definir o índice de Octano de um combustível e descrever a sua
influência no funcionamento de um motor a gasolina.
16. Definir o índice de Cetano de um combustível e descrever a sua
influência no funcionamento de um motor diesel.
17. Descrever o processo de combustão de um motor a gasolina,
identificando os produtos da combustão.
18. Descrever o processo de combustão de um motor a diesel,
identificando os produtos da combustão.
19. Definir o conceito de detonação e descrever as causas e factores
que influenciam o aparecimento deste fenómeno no motor.
20. Definir o conceito de ponto de ignição num motor a gasolina, descrever
a influencia do ponto de ignição no funcionamento do motor e identificar
os factores que o influenciam.

Características e Funcionamento dos Motores E.3
21. Definir o conceito de relação ar/combustível e de factor λ (lambda).
22. Descrever a relação do factor λ (lambda) com a natureza das misturas,
identificando o efeito de misturas ricas e pobres.
23. Efectuar a inspecção e verificação da cabeça do motor, utilizando os
instrumentos e procedimentos adequados.
24. Efectuar a inspecção e verificação do bloco do motor, efectuando
medições metrológicas dos vários componentes do bloco utilizando
os instrumentos e procedimentos adequados.

Legenda
Pré-Requisitos
E.4
Construção da
Instalação Eléctrica
Componentes do
Sistema Eléctrico
e sua simbologia
Electricidade Básica
Magnetismo e
Electrogagnetismo -
Motores e Geradores
Tipos de Baterias e
sua Manutenção
Tecnologia dos Semi-
Condutores -
Componentes
Circ. Integrados,
Microcontroladores e
Microprocessadores
Leitura e Interpretação
de Esquemas
Eléctricos Auto
Características e
Funcionamento dos
Motores
Distribuição
Cálculos e Curvas
Características do
Motor
Sistemas de Admissão
e de Escape
Sistemas de
arrefecimento
Lubrificação de
Motores e
Transmissão
Alimentação Diesel
Sistemas de
Alimentação por
Carburador
Sistemas de Ignição Sistemas de Carga e
Arranque
Sobrealimentação
Sistemas de
Informação
Lâmpadas, Faróis
e Farolins Focagem de Faróis
Sistemas de Aviso
Acústicos e
Luminosos
Sistemas de
Comunicação
Sistemas de
Segurança Passiva
Sistemas de Conforto
e Segurança
Embraiagem e Caixas
de Velocidades
Sistemas de
Transmissão
Sistemas de
Travagem Hidráulicos
Sistemas de
Travagem Antibloqueio
Sistemas de Direcção
Mecânica e Assistida
Geometria de
Direcção
Órgãos da Suspensão
e seu Funcionamento
Diagnóstico e Rep. de
Avarias no Sistema de
Suspensão
Ventilação Forçada e
Ar Condicionado
Sistemas de
Segurança Activa
Sistemas Electrónicos
Diesel
Diagnóstico e
Reparação em
Sistemas Mecânicos
Unidades Electrónicas
de Comando,
Sensores e Actuadores
Sistemas de Injecção
Mecânica
Sistemas de Injecção
Electrónica
Emissões Poluentes e
Dispositivos de
Controlo de Emissões
Análise de Gases de
Escape e Opacidade
Diagnóstico e
Reparação em
Sistemas com Gestão
Electrónica
Diagnóstico e
Reparação em
Sistemas Eléctricos
Convencionais
Rodas e Pneus Manutenção
Programada
Termodinâmica
Gases Carburantes e
Combustão
Noções de Mecânica
Automóvel para GPL
Constituição de
Funcionamento do
Equipamento
Conversor para GPL
Legislação Específica
sobre GPL
Processos de
Traçagem
e Puncionamento
Processos de Corte e
Desbaste
Processos de
Furação, Mandrilagem
e Roscagem
Noções Básicas de
Soldadura
Metrologia
Rede Eléctrica e
Manutenção de
Ferramentas Eléctricas
Rede de Ar Comp. e
Manutenção de
Ferramentas
Pneumáticas
Ferramentas Manuais
Introdução ao
Automóvel Desenho Técnico Matemática (cálculo) Construção da
Instalação Eléctrica
Física, Química e
Materiais
Módulo em
estudo
Pré-Requisito
PRÉ-REQUISITOS
COLECÇÃO FORMAÇÃO MODULAR AUTOMÓVEL
OUTROS MÓDULOS A ESTUDAR

Introdução
0 - INTRODUÇÃO
Os primeiros veículos que o homem inventou para se deslocar ou transportar cargas, eram
veículos que não dispunham de locomoção auto-suficiente. Para se moverem, tinham que
ser empurrados ou puxados por animais ou pelo próprio homem. De facto, durante muitos
séculos a tracção animal foi utilizada como o meio mais eficaz de fazer deslocar sobre a terra
os veículos de transporte de pessoas e mercadorias.
Além do mais, tornava-se difícil e quase inacessível às pessoas percorrer grandes distâncias,
fazendo com que as mesmas conhececem pouco mais que o lugar onde tinham nascido.
A China é um exemplo de um grande Pais onde veículos de tracção humana para transporte
de pessoas e cargas, foram utilizados em grande escala até aos nossos dias.
Mas ao longo das várias épocas da história da humanidade, houve sempre alguém cujo
inconformismo e talento se juntaram para tentar mudar e melhorar situações menos boas, e
satisfazer necessidades. Diminuir o seu esforço físico e a dependência em relação à tracção
animal eram necessidades do homem.
A capacidade inventiva, espirito de iniciativa e força de vontade para atingir um objectivo
pretendido, levaram o homem a inventar os motores (finais do século XIX). Apareceram vários
tipos de motores (máquina a vapor, motores de combustão interna, a turbina, etc.), que iriam
permitir entre muitas coisas, a desejada auto-locomoção de veículos de transporte abrindo
assim caminho à diminuição do trabalho árduo e ingrato de muitas pessoas.
Surgiu então o termo automóvel (veiculo que se desloca pelos seus próprios meios) até então
inexistente.
A invenção do motor não foi obra de uma única pessoa, mas sim o resultado da contribuição do
trabalho efectuado por muitas pessoas da área das ciências físicas e químicas.
Entre estas pessoas figuram nomes como Beau de Rochas (francês, inventor do ciclo a 4
tempos), Nicolas Otto (alemão, primeiro a fazer funcionar um motor segundo o ciclo com o seu
nome) e Rodolphe Diesel (francês, inventor do motor com o seu nome).
De então para cá, os motores nomeadamente de automóveis não pararam de se desenvolver.
Apesar dos princípios de funcionamento dos motores se manter a mesma desde os primeiros
motores, tem havido um enorme avanço em determinados campos tais como, os materiais
utilizados, gestão electrónica dos motores, fiabilidade dos motores, diagnóstico de avarias dos
motores, etc.
Este módulo apresenta as características e fundamentos de funcionamento dos motores
modernos bem como procedimentos de reparação e verificação.
0.1

Introdução
0.2
O profissional do ramo da reparação automóvel que conhece e domina as características e os
fundamentos de funcionamento dos motores modernos tem meio caminho andado para uma boa
execução do seu trabalho.

1 - INTRODUÇÃO AO MOTOR
1.1 - TIPOS DE MOTORES
Os motores utilizados em automóveis, podem ser divididos em grupos diferentes consoante os
seguintes critérios:
1.1
Tipo de movimento.
Modo de funcionamento
Tipo de combustível
Formação da mistura
Disposição e número de cilindros
Tipo de arrefecimento
Tipo de ignição
Tipo de enchimento do cilindro
Tipo de accionamento das válvulas
Introdução ao Motor

1.1.1 - TIPO DE MOVIMENTO
Os motores dividem-se segundo o tipo de movimento do seguinte modo:
No estudo deste módulo apenas serão tratados os motores de êmbolos com movimento
alternado e, os motores de êmbolo rotativo (motor Wankel).
Motor de êmbolos com movimento alternado
Estes motores transformam a energia calorífica proveniente da combustão de um carburante,
em movimento linear e alternativo de êmbolos que, por sua vez é transformado em movimento
rotativo de uma cambota através de um sistema biela/manivela, como mostra a figura 1.1.
1.2
Motor de êmbolos com movimento alternado.
Motor com êmbolo rotativo (motor Wankel).
Motor de turbina.
Motor a jacto.

Motor de êmbolos com movimento rotativo
Estes motores transformam a energia calorífica proveniente da combustão de um carburante,
em movimento rotativo de um êmbolo que, por sua vez é transmitido directamente ao sistema
de transmissão. Este tipo de motor é chamado motor Wankel, nome do seu criador.
1.1.2 - MODO DE FUNCIONAMENTO
Os motores funcionam segundo um dos seguintes modos de funcionamento:
1.3
Fig.1.1 - Transformação de movimento linear e alternativo de um êmbolo em movimento rotativo
de uma cambota.
Motor a 4 (quatro) tempos.
Motor a 2 (dois) tempos.
Bela
Êmbolo
Cambota
1 2 3 4
5 6 7 8

Características e Funcionamento dos Motores1.4
1.1.3 - TIPO DE COMBUSTÍVEL
Os motores dividem-se segundo o tipo de combustível do seguinte modo:
O motor a gasolina e o motor diesel são os motores mais utilizados.
O motor a GPL começa actualmente a ser bastante utilizado, devido ao GPL desgastar menos
o motor, ser mais económico e, ser menos poluente que os motores a gasolina e diesel, entre
outras vantagens.
O motor a álcool é utilizado em países como o Brasil, desde as crises petrolíferas da década
de 70.
1.1.4 - FORMAÇÃO DA MISTURA
Os motores dividem-se segundo o tipo de formação da mistura do seguinte modo:
Motor a gasolina.
Motor a gasóleo (motor Diesel).
Motor a GPL (gás de petróleo liquefeito).
Motor a álcool.
Motor de múltiplos combustíveis.
Motor com carburador.
Motor de injecção.

Podemos distinguir os motores, também pelo local onde se forma a mistura:
1.1.5 - DISPOSIÇÃO E NÚMERO DE CILINDROS
1.1.5.1 - DISPOSIÇÃO DOS CILINDROS
Os motores dividem-se segundo a disposição dos cilindros do seguinte modo:
1.5
Dentro do cilindro - Motor Diesel e modernos motores a gasolina de injecção
directa.
No colector de admissão - Motor a gasolina convencional.
Motor de cilindros em linha.
Motor de cilindros em V.
Motor de cilindros em W.
Motor de cilindros horizontais opostos.
Motor radial.
Cilindros em linha:
É a disposição mais utilizada por ser a
mais económica e simples. Trata-se de
um único bloco onde se encontram os
cilindros alinhados, como mostra a figura
1.2.
A principal desvantagem desta disposi-
ção dos cilindros em relação às outras
disposições (para o mesmo número de
cilindros) é o facto da cambota ter que ser
maior.
Fig.1.2 - Cilindros em linha

Cilindros em “V”:
Os cilindros são dispostos em dois blo-
cos que se unem em “V” formando um
determinado ângulo (Fig.1.3). Os dois
blocos têm uma cambota comum. Tem
a vantagem de ser mais curto que o
bloco em linha, para o mesmo número
de cilindros. É mais utilizado quando o
número de cilindros é de seis ou mais.
Cilindros em “W”
Esta configuração é semelhante à disposi-
ção em “V”, mas possui três blocos de
cilindros . Deste modo, constroiem-se
moto-res com vários cilindros, normalmen-
te 12 (doze), ocupando menos espaço
que um motor de cilindros em “V”, também
com 12 (doze) cilindros. Ver a Figura 1.4
Cilindros horizontais opostos:
Neste caso existem duas bancadas que
se opõem horizontalmente, como se vê
na figura 1.5. Tem a vantagem de ser
um motor bastante equilibrado pois o
movimento de um êmbolo é compensado
pelo outro que se desloca em sentido
contrário. Obtém-se, também, um centro
de gravidade do veículo mais baixo,
com consequências benéficas para o
comportamento do veículo.
Fig.1.3 – Cilindros em V
Fig.1.4 – Cilindro em W
Fig.1.5 - Cilindros horizontais opostos

Características e Funcionamento dos Motores 1.7
1.1.5.2 – NÚMERO DE CILINDROS
Se os motores tivessem apenas um cilindro, para se obter a potência necessária, o cilindro
teria de ser de grandes dimensões.
O êmbolo e a biela teriam que ser muito grandes, o volante do motor muito pesado, e a cambota
muito robusta.
O excessivo peso das massas em movimento e o forte impulso (todo o esforço motor) que a
cambota receberia em cada duas voltas, tornaria difícil um funcionamento equilibrado do motor.
Pelo que um motor de um único cilindro não é adequado para um automóvel.
Num motor de vários cilindros a mesma pontêcia é obtida, com a vantagem da utilização de
mais componentes móveis de menores dimensões e peso.
A cambota em vez de receber todo o esforço motor de uma só vez em cada duas voltas (como
no caso do motor de um cilindro), recebe-o ao longo dessas duas voltas repartido em vários
impulsos (tantos quantos o número de cilindros).
Nos motores de vários cilindros podem-se considerar duas hipóteses:
Algumas das vantagens e desvantagens da hipótese a) em relação à hipótese b) são as
seguintes:
a) Motor com muitos cilindros de pequena cilindrada unitária.
b) Motor com poucos cilindros de grande cilindrada unitária.

VANTAGENS
- Melhor rendimento térmico.
- Possibilidade de obtenção de potências específicas superiores aumentando o
regime máximo do motor.
- Maior uniformidade do binário do motor.
- Melhor equilíbrio das massas em movimento, o que se traduz em menores vibra-
ções do motor.
DESVANTAGENS
- Aumento do comprimento da cambota, o que se traduz em aumento de problemas
ligados a vibrações torsionais.
- Aumento do volume e peso total do motor.
- Diminuição do rendimento mecânico e com ela a diminuição da potência.
MOTOR DE 2 (DOIS) CILINDROS
Os motores de dois cilindros são motores utilizados em veículos de pequena potência e
pequena cilindrada, para circulação urbana.
Estes motores são normalmente motores a gasolina e com cilindros dispostos em linha ou
horizontalmente opostos.
Num motor de dois cilindros a 4 (quatro) tempos, os tempos nos dois cilindros acontecem como
mostram as tabelas 1.1. e 1.2 .

2
CILINDROS
HORIZONTAL / OPOSTO
1
/2
VOLTAS
DA CAMBOTA
TEMPOS
DO
CICLO
CILINDRO 1 CILINDRO 2
1ª Admissão Combust./Expans.
2ª Compressão Escape
3ª
Combust./
Expans.
Admissão
4ª Escape Compressão
2
CILINDROS
EM LINHA
1
/2 VOLTAS
DA
CAMBOTA
TEMPOS
DO
CICLO
CILINDRO 1 CILINDRO 2
1ª Admissão Combust./Expans.
2ª Compressão Escape
3ª
Combust./
Expans.
Admissão
4ª Escape Compressão
1.9
Tab. 1.1 - Dois cilindros em linha
Tab. 1.2 - Dois cilindros horizontal / opostos

MOTOR DE 4 (QUATRO) CILINDROS
Os motores de 4 (quatro) cilindros são os motores mais utilizados nos veículos de pequena e
média potência.
A maioria dos motores de 4 (quatro) cilindros que funcionam em ciclo de 4 (quatro) tempos,
tanto a gasolina como a diesel, são motores com cilindros dispostos em linha.
No entanto, também são utilizados motores com cilindros dispostos em V e horizontalmente
opostos.
Estes motores funcionando em ciclo de 4 (quatro) tempos, podem ter diferentes ordens de
ignição:
A tabela 1.3 mostra os tempos de um motor de 4 (quatro) cilindros em linha, funcionando em
ciclo de 4 (quatro ) tempos, em que a ordem de ignição é 1-3-4-2.
1-3-4-2
1-4-3-2
NOTA:
Ordem de ignição 1-3-4-2 significa que as combustões nos 4 (quatro) cilindros dão-
se na seguinte ordem:
Primeiro no cilindro 1, a seguir no cilindro 3, a seguir no cilindro 4 e por último no
cilindro 2.
Como é óbvio, todos os tempos do ciclo terão a mesma ordem.

4 CILINDROS
EM
LINHA
Ordem de ignição: 1-3-4-2
1
/2
VOLTAS
DA
CAMBOTA
TEMPOS DO CICLO
CILINDROS
1 2 3 4
1ª C / E E C A
2ª E A C / E C
3ª A C E C / E
4ª C C / E A E
A - Admissão C - Compressão C/E - Combustão / Expansão E - Escape
1.11
Tab.1.3 – Quatro cilindros em linha
4 CILINDROS
HORIZONTAL / OPOSTOS
1
/2
VOLTAS
DA
CAMBOTA
CILINDROS
1 2 3 4
1ª C / E E A C
2ª E A C C / E
3ª A C C / E E
4ª C C / E E A
Tab.1.4 – Quatro cilindros horizontal/ opostos
A tabela 1.4 mostra os tempos de um motor de 4 (quatro) cilindros horizontalmente opostos,
funcionando em ciclo de 4 (quatro ) tempos, em que a ordem de ignição é 1-4-3-2.

Fig.1.6 – Motor de 3 (três) cilindros em linha
A tabela 1.5 mostra os tempos de um motor de 4 (quatro) cilindros em V, funcionando num
ciclo de 4 (tempos) em que a ordem de ignição é 1-4-3-2.
MOTOR DE 3 (TRÊS) CILINDROS
Os motores de 3 (três) cilindros são
motores em que os cilindros são dispostos
em linha, como mostra a figura 1.6.
4 CILINDROS
EM V
1
/2
VOLTAS
DA
CAMBOTA
TEMPOS DO CICLO
CILINDROS
1 2 3 4
1ª C / E E C A
2ª E A C / E C
3ª A C E C / E
4ª C C / E A E
Tab.1.5 – Quatro cilindros em V
1 2 3

Fig.1.7 – Desfasamento de 120° entre os
moentes da cambota
MOTOR DE 5 (CINCO) CILINDROS
Os motores de 5 (cinco) cilindros, tanto a gasolina como diesel, são motores em que os cilindros
são normalmente dispostos em linha, como mostra a figura 1.8.
Nestes motores os moentes da cambota onde se apoiam as cabeças das bielas dos cinco
cilindros, podem estar desfasados de 72° entre si, como mostra a figura 1.9.
Nestes motores os moentes da cam-
bota onde se apoiam as cabeças
das bielas dos três cilindros, estão
desfasados de 120° entre si, como
mostra a figura 1.7.
A ordem de ignição de um motor de
3 (três) cilindros, funcionando em ciclo
de 4 (quatro) tempos é geralmente
1-3-2 e as combustões nos cilindros
sucedem-se espaçadamente com
intervalos de 60°
Fig.1.8 – Motor de 5 (cinco) cilindros em linha
1 2 3
1
2 3
120º

Os motores de 5 (cinco) cilindros apresentam uma regularidade de rotação do motor maior que
os motores de 4 (quatro) cilindros, o que resulta em menores vibrações em funcionamento.
MOTOR DE 6 (SEIS) CILINDROS
Os motores de 6 (cinco) cilindros, tanto a gasolina como diesel, são motores em que os
cilindros são dispostos em linha (Fig.1.10) ou em V (Fig.1.11).
Fig.1.10 – Motor de 6 (seis) cilindros em linha
Fig.1.9 – Desfasamento de 72° entre os moentes
da cambota
A ordem de ignição de um motor
de 5 (cinco) cilindros, funcionando
em ciclo de 4 (quatro) tempos,
pode ser 1-2-4-5-3.
Quando começa o tempo de
combustão / expansão num
cilindro, ainda não terminou o
tempo de combustão / expansão
do cilindro anterior na ordem.
1 2 3 4 5
1
2 3
45
72º

CILINDROS EM LINHA
Na disposição de cilindros em linha, os êmbolos deslocam-se aos pares (cilindros 1 e 6,
cilindros 2 e 5 e cilindros 3 e 4) existindo um desfasamento entre os moentes da cambota
destes três pares de cilindros de 120° entre si, como mostra a figura 1.12.
Fig.1.12 – Desfasamento de 120° entre os moentes da cambota
Fig.1.11 – Motor de 6 (seis) cilindros em V
1 2 3 4 5 6
3-42-5
1-6

A ordem de ignição de um motor de 6 (seis) cilindros em linha é 1-5-3-6-2-4.
Quando começa o tempo de combustão / expansão num cilindro, ainda não terminou o tempo
de combustão / expansão do cilindro anterior na ordem.
Com esta ordem de ignição, o motor apresenta uma boa regularidade de rotação do motor,
sendo os esforços repartidos uniformemente ao longo da cambota, o que resulta em menores
vibrações e esforços torsionais em funcionamento.
Uma grande desvantagem do motor de 6 (seis) cilindros em linha, é o facto de ser um motor
muito comprido.
CILINDROS EM V
Na disposição de cilindros em V, tem-se dois blocos de 3 (três) cilindros cada formando um
determinado ângulo entre si.
A figura 1.13 mostra o esquema de um motor de 6 (seis) cilindros em V em que o ângulo
entre os dois blocos é de 90°. As bielas unem-se à cambota duas a duas, em três moentes
da cambota que se encontram desfasados de 120°.
A ordem de ignição do motor da figura 1.13 é 1-4-2-5-3-6, ou seja, as combustões dão-se
alternadamente em cilindros pertencentes a blocos diferentes e segundo uma ordem linear ao
longo da cambota.
Fig.1.13 – Motor de 6 (seis) cilindros em V (blocos a 90°)
3
2
1
4
5
6
12-5
PMI (4,5,6)
3-6
PMI (1,2,3)

A figura 1.14 mostra o esquema de um motor de 6 (seis) cilindros e V e que o ângulo entre os
dois blocos é de 60º. A cambota tem 6 (seis) moentes (um por cada biela e cilindro) que se
encontram desfasados de 60º.
No motor da figura 1.14 , os cilindros sobem e descem dois a dois (cilindros 1 e 5, cilindros
2 e 6 e cilindros 3 e 4) e a ordem de ignição é 1-4-2-5-3-6, ou seja, as combustões dão-se
alternadamente em cilindros pertencentes a blocos diferentes e segundo uma ordem linear ao
longo da cambota.
Fig.1.15– Motor de 8 (oito) cilindros em V
MOTOR DE 8 (OITO) CILINDROS
Em tempos foram muito utilizados moto-
res de 8 (oito) cilindros em linha. Devido ao
seu elevado comprimento, estes motores
foram sendo substituídos por motores com
cilindros dispostos em V, como mostra
a figura 1.15.
Fig.1.14 – Motor de 6 (seis) cilindros em V (blocos a 60º)
3
2
1
6
5
4
4
3 6
2
1 5

O motor de 8 (oito) cilindros em V é um motor com dois blocos de 4 (quatro) cilindros cada,
formando normalmente um ângulo de 90° entre si.
A cambota tem quatro moentes aos quais se unem as bielas duas a duas (duas bielas para cada
moente), como mostra a figura 1.16. Os dois moentes das extremidades estão desfasados de
90° em relação aos dois moentes do meio.
Fig.1.17 – Esquema de motor de 8 (oito)
cilindros em V.
No motor esquematizado na figura 1.17 ,
os cilindros sobem e descem dois a dois
(cilindros 1 e 6, cilindros 3 e 5, cilindros 4
e 7 e cilindros 2 e 8) e a ordem de ignição
é 1-5-4-8-6-3-7-2, ou seja, as combustões
dão-se alternadamente em cilindros
pertencentes a blocos diferentes.
Fig.1.16 – Cambota e bielas de um motor de 8 (oito) cilindros em V
3
2
1
6
5
4
7
8

1.1.6 - TIPO DE ARREFECIMENTO
Os motores dividem-se segundo o tipo de arrefecimento do seguinte modo:
1.1.7 - TIPO DE IGNIÇÃO
Os motores dividem-se segundo o tipo de ignição do seguinte modo:
1.1.8 - TIPO DE ENCHIMENTO DO CILINDRO
Os motores dividem-se segundo o tipo de enchimento do cilindro do seguinte modo:
Motor de aspiração:
1.19
O próprio movimento do êmbolo desde o PMS (Ponto
Morto Superior) para o PMI (Ponto Morto Inferior), no
tempo de admissão, provoca vácuo e aspira ar ou mis-
tura gasosa ar/combustível para o interior do cilindro.
Motor arrefecido por liquido refrigerante: Existe um circuito de liquido
através de canais, que arrefece os orgãos do motor.
Motor arrefecido a ar: O deslocamento do ar envolvente do motor provoca o
arrefecimento dos orgãos do motor.
Motor a gasolina com ignição por faísca: A ignição é realizada através de
uma faísca produzida por uma vela de ignição.
Motor diesel com ignição espontânea:Aignição dá-se quando o combustível
entra em contacto com ar quente fortemente comprimido.

Motor sobrealimentado:
Quando existe um mecanismo que comprime o ar ou mistura gasosa ar/
combustível para dentro do cilindro. São exemplos os compressores volumétri-
cos e os turbo compressores.
1.1.9 - TIPO DE ACCIONAMENTO DAS VÁLVULAS
Os motores dividem-se segundo o tipo de accionamento das válvulas do seguinte modo:
1.20
Fig. 1.18 - Árvore de cames no bloco
Motor com uma árvore de cames lateral, no bloco (Fig.1.18.)
Motor com uma árvore de cames à cabeça – Sistema OHC (Fig.1.19)
Motor com duas árvores de cames à cabeça - Sistema DOHC (Fig.1.20)
Fig. 1.19 - Uma árvore de cames à
cabeça (OHC)

Nota:
OHC – Over Head Camshaft.
DOHC - Dual Over Head Camshaft.
1.1.10 - CICLO DE FUNCIONAMENTO
Os dois ciclos de funcionamento mais utilizados nos projectos de motores e que definem o seu
funcionamento são:
1.1.11 - COMBUSTÃO
No ponto anterior foram citados os ciclos mais comuns. Cada um deles realiza a combustão
de forma particular:
1.21
Fig.1.20 – Duas árvores de cames à cabeça (DOHC)
O ciclo Diesel; o combustível é o gasóleo.
O ciclo OTTO; o combustível é a gasolina.

1.2 - MOTOR A GASOLINA
O motor a gasolina transforma a energia calorífica produzida pela combustão de um carburante,
em energia mecânica que por sua vez é transmitida às rodas do veículo. O carburante,
constituído por uma mistura de ar e gasolina (mistura gasosa) é queimado no interior dos
cilindros do motor.
Este tipo de motor é designado por motor de combustão interna, pois a combustão da mistura
gasosa ar/gasolina é efectuada no seu interior.
Nestes motores, a elevada velocidade de propagação da chama durante a combustão da
mistura gasosa ar/gasolina, provoca um efeito que se assemelha a uma explosão. Por isso, ao
motor de gasolina é comum chamar-se motor de explosão.
1.2.1 – FUNCIONAMENTO DO MOTOR A GASOLINA
A mistura gasosa ar/gasolina é introduzida no interior do cilindro (câmara de combustão), é
comprimida por um êmbolo, e depois, inflamada através de uma vela de ignição. Ao inflamar-
se, dá-se a combustão da mistura gasosa que expandindo-se faz empurrar o êmbolo. A seguir,
o êmbolo expulsa os gases queimados para o exterior.
O movimento rectilíneo de cada êmbolo para cima e para baixo no interior do cilindro, é
transformado em movimento rotativo por um veio de manivelas (cambota) através de uma
No ciclo Diesel, o combustível é inflamado pela temperatura do ar, no
tempo de compressão. Quando o êmbolo se desloca para o PMS, e
ao atingir uma determinada temperatura, o combustível auto-inflama-
se.
No ciclo OTTO a mistura é inflamada por um sistema auxiliar de igni-
ção que dispara uma faísca, através da vela de ignição quando o êm-
bolo se desloca para o PMS, no final do tempo de compressão.

biela, o qual é transmitido às rodas do veículo através dos órgãos do sistema de transmissão
(embraiagem, caixa de velocidades, veio de transmissão e diferencial).
Uma árvore de cames ou veio de excêntricos, movida pela cambota, acciona as válvulas de
admissão e escape que se encontram situadas na parte superior dos cilindros. As válvulas de
admissão controlam a entrada da mistura gasosa (ar/gasolina) nos cilindros e, as válvulas de
escape controlam a saída dos gases queimados provenientes da combustão, para o exterior.
1.23
Fig.1.22 – Êmbolo no ponto morto inferior (PMI)
Fig.1.21 – Êmbolo no ponto morto superior (PMS)
Quando o êmbolo, no final do percur-
so ascendente que faz no interior do
cilindro, se encontra na posição mais
próxima da cabeça do cilindro, diz-se que
se encontra no Ponto Morto Superior
(P.M.S.), como mostra a figura 1.21.
Quando o êmbolo, no final do percurso des-
cendente que faz no interior do cilindro, se
encontra na posição mais afastada da cabeça
do cilindro, diz-se que se encontra no Ponto
Morto Inferior (PMI), como mostra a figura
1.22.
PMS
PMI

A distância percorrida pelo êmbolo, entre o ponto morto superior (PMS) e o ponto morto inferior
(PMI) e vice-versa, tem o nome de curso do êmbolo ou apenas curso, como se vê na figura
1.23.
1.3 - MOTOR DIESEL
O motor Diesel transforma a energia calorífica produzida pela combustão de gasóleo, em
energia mecânica que por sua vez é transmitida às rodas do veículo. O gasóleo é injectado
contra ar fortemente comprimido no interior dos cilindros do motor.
Este tipo de motor é igualmente designado por motor de combustão interna, pois a combustão
da mistura é efectuada no seu interior.
No motor Diesel, a velocidade de propagação da chama durante a combustão da mistura é
menos rápida que no motor a gasolina.
1.3.1 – FUNCIONAMENTO DO MOTOR DIESEL
Inicialmente é admitido no interior do cilindro (câmara de combustão) ar puro. Esse ar
é comprimido por um êmbolo no tempo de compressão, atingindo uma elevada pressão e
temperatura. Após a compressão do ar, é injectado combustível (gasóleo) no interior do
cilindro, que em contacto com o ar fortemente comprimido e quente, se auto-inflama.. Ao
1.24
Fig.1.23 – Curso do êmbolo
1 – PMS
2 – Câmara de combustão
3 – Curso
4 – Interior do cilindro
5 – PMI
1
5
2
3
4

inflamar-se, dá-se a combustão da mistura gasosa que expandindo-se faz empurrar o êmbolo.
A seguir, o êmbolo expulsa os gases queimados para o exterior.
Tal como no motor a gasolina, o movimento rectilíneo de cada êmbolo para cima e para baixo no
interior do cilindro, é transformado em movimento rotativo por um veio de manivelas (cambota)
através de uma biela. Este movimento rotativo é transmitido às rodas do veículo, através dos
órgãos do sistema de transmissão (embraiagem, caixa de velocidades, veio de transmissão e
diferencial).
Uma árvore de cames ou veio de excêntricos, movido pela cambota, acciona as válvulas de
admissão e escape que se encontram situadas na parte superior dos cilindros. As válvulas de
admissão controlam a entrada do ar nos cilindros e, as válvulas de escape controlam a saída
dos gases queimados provenientes da combustão, para o exterior.
1.4 - CILINDRADA
A cilindrada de um cilindro é definida pelo volume varrido pelo êmbolo na sua deslocação entre
o PMI e o PMS (curso do êmbolo).
A cilindrada unitária (cilindrada de cada cilindro) é calculada do seguinte modo:
Onde:
Se D e C vierem expressos em centímetros (cm), tem como unidade o centímetro cúbico
(cm3).
Ve = x C Ve =
π x D2
4
π x D2 C
4
ô
Vc = Cilindrada unitária
D = Diâmetro do cilindro
C = Curso do êmbolo
= Fórmula matemática da área circular
π = 3,141596
π x D2
4

A cilindrada total de um motor, é dada pelo produto da cilindrada unitária pelo número de
cilindros do motor.
Para um motor com “n” cilindros, a cilindrada total será:
Onde:
EXEMPLO:
Considere-se um motor de 4 (quatro) cilindros, em que cada cilindro tem um diâmetro de
75,90mm e cada êmbolo tem um curso de 76,50mm. Pretende-se saber quais os valores
da cilindrada unitária e da cilindrada total deste motor.
D = 75,90mm = 7,59cm
C = 76,50mm = 7,65cm
π = 3,141596
n = 4
Cilindrada unitária:
Cilindrada total:
1.26
Vtotal = n x Ve
Vtotal = Cilindrada total
n = número de cilindros
Ve = = VC = 346 cm2

π x D2 C
4
π x 7,952 x 7,65
4
ô
Vtotal = n x Vc = 4 x 346 Vtotal = 1384 cm3 Vtotal = n x Vc = 4 x 346
ô
Vtotal = 1384 cm3
ô

A potência de um motor aumenta em relação directa com a cilindrada, pois quanto maior esta
for, maior quantidade de gases entram no cilindro, obtendo-se combustões mais fortes!
O valor da cilindrada do motor está limitada pelas possibilidades de refrigeração do motor e, a
cilindrada será tanto menor quanto maior for a rotação do motor.
A cilindrada do motor determina a importância dos esforços a que se encontram submetidos o
êmbolo e os restantes orgaõs móveis do motor.
Para reduzir os esforços de roçamento entre o êmbolo e o cilindro, o valor da relação (curso
do êmbolo/diâmetro do cilindro) é fixada em limites bastante restritos, próximos da unidade.
Ou seja,
1.5 - RELAÇÃO DE COMPRESSÃO
Quando o êmbolo está no PMS, o volume existente entre ele e a cabeça do cilindro, fica
reduzido apenas ao volume da câmara de combustão, como mostra a figura 1.25.
Quando o êmbolo está no PMI, o volume existente entre ele e a cabeça do cilindro, é igual
ao volume do cilindro varrido pelo deslocamento do êmbolo desde o PMI ao PMS (cilindrada
unitária) mais o volume da câmara de combustão, como mostra a figura 1.24.
= ~ 11 = ~ 1
curso do êmbolo
diâmetro do cilindro D
C
D
C
~ ~
Chama-se relação de compressão à relação existente entre o volume
quando o êmbolo se encontra no PMI (cilindrada unitária + volume da
câmara de combustão) (Fig.1.24.) e o volume quando o êmbolo se
encontra no PMS (volume da câmara de combustão) (Fig.1.25).

Se a relação entre o volume composto pela soma (cilindrada unitária + volume da câmara de
combustão) e o volume da câmara de combustão for de nove para um (9:1), como mostra a
figura 1.26., diz-se que a relação de compressão do motor é de 9:1
Fig.1.24– Êmbolo no PMI Fig.1.25 – Êmbolo do PMS
Fig.1.26 – Relação de compressão 9:1
PMS

Veja-se agora o seguinte exemplo prático:
O volume da câmara de combustão quando o êmbolo está no PMS é de 70 cm3 (Fig.1.27.).
O volume total da câmara quando o êmbolo está no PMI (volume da câmara de combustão + cilindrada
unitária) é de 560 cm3 (Fig.1.27).
Neste caso a relação de compressão será:
A relação de compressão é dada pela seguinte fórmula:
Relação de compreensão = = 8
ou seja, a relação de compreensão é de 8:1
560
70
Fig.1.27 – Relação de compressão 8:1
ρ =
Vc + v
v

Exemplo:
Seja um motor com uma cilindrada unitária de 400 cm3 e uma câmara de combustão com 50
cm3 de volume.
Fig.1.28 – Relação de compressão
ρ - Relação de compressão
Vc - Cilindrada unitária
v - Volume da câmara de combustão
A relação de compressão é um valor adimensional (não tem unidades)
PMS
PMI

A relação de compressão é de 9 : 1
Na prática, os manuais técnicos dos motores dão os valores da cilindrada total do motor (Vtotal)
e da relação de compressão (r).
No entanto, muitas vezes é necessário conhecer qual é o volume (capacidade) da câmara de
combustão com o objectivo de se verificar se a relação de compressão está ou não correcta.
Para esse efeito, é usada a seguinte fórmula que não é mais do que uma transformação da
fórmula anterior.
Exemplo:
Seja um motor com 4 cilindros, com uma cilindrada total de 1600 cm3 e uma relação de
compressão de 9:1.
Vejamos qual será o volume (capacidade) da câmara de combustão.
Vc = 400 cm3
v = 50 cm3
ρ = = = 9
v
v + Vc
50
50 + 400
ρ = Relação de compressão
v = Volume da câmara de combustão
v = ρ -1
Ve
n = 4 cilindros
Vtotal = 1600 cm3
ρ = 9:1

A cilindrada unitária (Vv) é igual à cilindrada total (Vtotal) a dividir pelo número de cilindros do
motor (n):
O volume da câmara de combustão é então:
Nos motores a gasolina, uma relação de compressão elevada significa que a mistura gasosa
ar/combustível é mais comprimida e mais aquecida, queima-se melhor e produz uma pressão
de combustão mais elevada. Resulta assim uma maior potência do motor.
O factor que limita o aumento da relação de compressão nos motores a gasolina, é o índice de
octano do combustível (ver o subcapítulo ).
- Um motor com uma elevada relação de compressão deve utilizar um combustível com
um elevado índice de octano (gasolina normal).
- Um motor com uma baixa relação de compressão pode utilizar um combustível com um
baixo índice de octano (gasolina super).
Nos motores a gasolina a 4 (quatro) tempos, são usuais relações de compressão entre 7:1 e
12:1.
Nos motores Diesel a 4 (quatro) tempos, são usuais relações de compressão entre 7:1 e 12:1.
ou 15:1 e 24:1
Quanto maior for a relação de compressão, maior é a pressão que se obtém
no final da compressão
Vc = = = 400 cm3
n
Vtotal
4
1600
V = = = = 400 cm3
ρ - 1
Vc
9 - 1
400
8
400

Fig.1.29 - Êmbolo no PMS no final do
tempo de compressão
Obtêm-se pressões de combustão mais elevadas, fazendo com que o impulso
recebido pelo êmbolo seja maior.
Os gases queimados da combustão expandem-se ao longo de um volume
maior, pelo que o impulso sobre o êmbolo realiza-se durante mais tempo,
obtendo-se um maior trabalho útil no tempo de expansão.
O grau de eficiência e a potência do motor são aumentados. A energia do
combustível é aproveitada de forma mais eficiente, embora tenha de ser
usada maior quantidade de energia para a compressão.
À pressão máxima gerada no cilindro
durante o tempo de compressão,
dá-se o nome de pressão de
compressão.
A pressão de compressão é máxima
quando o êmbolo atinge o PMS no
final do tempo de compressão, como
Os elevados valores de relação de
compressão utilizados nos motores
diesel, provocam pressões de
compressão elevadas da ordem
dos
1.6 - PRESSÃO DE COMPRESSÃO
A pressão de compressão aumenta com o aumento da relação de
compressão.
PMS

GASOLINA
DIESEL
INJECÇÃO
INDIRECTA
INJECÇÃO
INDIRECTA
PRESSÃO DE COMPRESSÃO 11 - 18 BAR 18 - 22 bar 25 - 35 bar
PRESSÃO DE COMBUSTÃO 40 - 60 BAR 100 bar 60 - 80 bar
PRESSÃO DE INJECÇÃO 5 - 25 BAR 150 - 350 bar 60 - 80 bar
RELAÇÃO DE COMPRESSÃO 7:1 - 12:1 14:1 - 18:1 18:1 - 22:1
COMBUSTÃO 2000 - 2500ºC 2000 - 2500ºC
TEMP.
GASES DE
ESCAPE
700 - 1000ºC 500 - 600ºC
CABEÇA DO
ÊMBOLO
280 - 430ºC 250 - 320ºC
CABEÇA DA
VÁLVULA
600 - 820ºC 400 - 500ºC
1.34
1.7.1 – DIFERENÇAS DE PRESSÕES E TEMPERATURAS ENTRE MOTO-
RES A GASOLINA E DIESEL
A tabela 1.6 compara os valores das pressões e temperaturas de um motor a gasolina e de um
motor Diesel.
Fig.1.30 – Relação entre a pressão de compres-
são e a relação de compressão
O gráfico da figura 1.30. ilustra este
facto, mostrando a relação entre a
pressão de compressão e a relação
de compressão.
1.7 - DIFERENÇAS ENTRE MOTORES A GASOLINA E DIESEL
Tab.1.6 – Comparação de pressões e temperaturas entre um motor a gasolina e um motor Diesel
±

1.7.2 – DIFERENÇAS DE CONSTRUÇÃO ENTRE MOTORES A GASOLINA
E DIESEL
Conforme se pode ver na tabela 1.6, o motor Diesel terá obrigatoriamente de ser mais robusto
que o motor a gasolina, porque funciona com pressões superiores.
Ao funcionar com pressões superiores, os órgãos mecânicos para suportarem essas pressões,
têm necessariamente de ser mais resistentes.
Esta maior robustez implica que os componentes sejam mais pesados, logo com custos de
construção superiores.
O maior peso traduz-se também numa maior inércia (maior dificuldade de deslocamento) menor
poder de aceleração e um menor regime de rotação máximo do motor.

2 - ÓRGÃOS DO MOTOR
2.1 - BLOCO DO MOTOR
O bloco do motor serve de suporte à maioria dos órgãos internos e externos do motor. Ao
bloco do motor, estão fixados vários órgãos e componentes do motor, tais como, a cambota, a
cabeça do motor, a distribuição, o alternador, a bomba de óleo, o cárter inferior, etc.
O bloco do motor deverá ter as seguintes características:
2.1
O bloco do motor é o elemento arqui-
tectónico base do motor, sendo mesmo a parte
principal do motor. É nele que os cilindros
se encontram dispostos, sendo também por
isso, chamado bloco de cilindros. A figura
2.1 mostra um exemplo de um bloco de motor
para 4 (quatro) cilindros em linha.
Órgãos do Motor
Fig.2.1 – Bloco de motor de 4 cilindros em linha
Deve ser rígido para resistir a esforços provocados pela combustões nos
cilindros.
Deve permitir, por condução e convecção, a evacuação de parte do calor que
é gerado pelas combustões nos cilindros.
Deve ser capaz de resistir á corrosão provocada pelo líquido refrigerante,
no caso de utilizar este tipo de sistema de refrigeração.
1,2,3,4 - Cilindros
1
2
3
4

2.1.1 – SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DO BLOCO
Existem dois tipos de sistemas de refrigeração de um bloco de motor:
Como o liquido refrigerante tem que circular pelo interior do bloco, este tem condutas ou canais
para o efeito.
REFRIGERAÇÃO POR AR
Nos blocos refrigerados a ar (Fig.2.3), os cilindros são independentes entre si e, estão rodeados
por alhetas cuja função é aumentar a superfície do bloco em contacto com o ar que circula no
exterior, e assim, facilitar a dissipação de calor.
Órgãos do Motor
2.2
Refrigeração por liquidoRefrigeração por liquido
Refrigeração por ar
Observando a figura 2.2 verifica-se
que os cilindros do bloco encontram-
se rodeados por espaços ocos ou
cavidades, onde circula o chamado
liquido refrigerante ou liquido de
arrefecimento.
O liquido refrigerante tem como
função a refrigeração do motor,
de modo a evitar que este atinja
temperaturas que ponha em causa o
material, e logo, o funcionamento do
motor.
Fig.2.2 – Bloco de motor refrigerado por liquido

2.1.2 – MATERIAL DO BLOCO
Geralmente, os blocos de motor são fabricados em um dos dois seguintes materiais:
BLOCOS EM FERRO FUNDIDO
Os blocos em ferro fundido têm a vantagem de proporcionar uma boa rigidez.
O ferro fundido é ligado com metais como o níquel e o crómio.
Actualmente é bastante utilizado o ferro fundido G.S. (grafite esferoidal). Este ferro fundido
possui uma grande facilidade de moldagem e, propriedades mecânicas equivalentes às do
aço, com excepção da soldabilidade.
Fig.2.3 – Bloco de motor refrigerado a ar
Órgãos do Motor
Refrigeração por liquidoFerro fundido
Liga de alumínio

Órgãos do Motor
BLOCOS EM LIGA DE ALUMÍNIO
Os blocos em liga de alumínio têm as seguintes vantagens:
2.1.3 - CILINDROS
É no interior dos cilindros que se deslocam os êmbolos.
O bloco do motor é caracterizado pelo número e disposição dos cilindros.
No que respeita ao número de cilindros, existem, blocos de 1 (um), 2 (dois), 3 (três), 4 (quatro),
5 (cinco), 6 (seis), 8 (oito), 10 (dez) e 12 (doze) cilindros.
Nas figuras 2.4 e 2.5, estão representados blocos com diferentes números de cilindros.
Fig.2.4 – Bloco de 1(um) cilindro
Refrigeração por liquido
São muito leves (são mais leves que os de ferro fundido).
Têm grande facilidade na dissipação de calor (grande condutibilidade
térmica).
Fig.2.5 – Bloco de 4(quatro) cilindros
1 2

No que respeita à disposição dos cilindros existem, blocos de:
2.5
Órgãos do Motor
Cilindros em linha (Fig.2.6)
Fig.2.8 – Bloco de cilindros em W Fig.2.9 - Bloco de cilindros horizontais opostos
Cilindros em estrela
Cilindros horizontais opostos (Fig.2.9)
Cilindros em W (Fig.2.8)
Cilindros em V (Fig.2.7 e 2.10)
Fig.2.6 – Bloco de cilindros em linha Fig.2. 7 – Bloco de cilindros em V

Fig.2.10 – Blocos de cilindros em V
Órgãos do Motor
Nos orifícios que formam os cilindros, podem ser ou não introduzidas, as chamadas camisas,
podendo então haver em relação à montagem dos cilindros os 2 (dois) casos seguintes:
1) CILINDROS SEM CAMISAS
Os cilindros são talhados directamente no material do bloco do motor, deslocando-
se o êmbolo no interior dos cilindros. Não existem camisas.
2) CILINDROS COM CAMISAS
Há a inserção de camisas (bainhas) no interior dos cilindros, deslocando-se os
êmbolos no interior dessas camisas. Existe a distinção entre cilindros com camisas
húmidas e cilindros com camisas secas.

2.1.4 - CAMISA
A camisa do cilindro (nos casos em que existe camisa) consiste no forro interior do cilindro
e, como tal, é no seu interior que o êmbolo se desloca.
No caso dos blocos de motor com ci-
lindros sem camisas, como mostra a
figura 2.11, os blocos têm as seguintes
características:
Fig.2.11 - Bloco de cilindros sem camisas
Órgãos do Motor
Os blocos devem ser fabricados em ferro fundido de boa qualidade (ferro
fundido níquel-crómio) para resistir à corrosão causada pelas combustões
nos cilindros e, resistir ao desgaste produzido pelo deslocamento dos
êmbolos.
Os blocos devem ser fabricados em ferro fundido de boa qualidade (ferro
fundido níquel-crómio) para resistir à corrosão causada pelas combustões
nos cilindros e, resistir ao desgaste produzido pelo deslocamento dos
êmbolos.
Estes blocos não são construídos em liga leve, como a liga de alumínio,
porque a liga leve não é suficientemente resistente. Nos blocos em liga leve
são sempre inseridas camisas.
Nestes blocos, se necessário, proceder-se-à à rectificação dos cilindros.

Órgãos do Motor
Quando existir um desgaste excessivo do interior do cilindro, ou até mesmo um problema de
“gripagem”, procede-se apenas à substituição das camisas, evitando-se assim a rectificação
do bloco ou até mesmo a sua substituição.
A utilização das camisas tem ainda a vantagem, destas poderem ser fabricadas em materiais
diferentes do bloco do motor. Assim, as camisas podem ser fabricadas com materiais de
grande dureza superficial e resistência ao desgaste, enquanto que o bloco do motor pode ser
fabricado com materiais mais ligeiros como as ligas de alumínio, com todas as vantagens que
daí advém.
As camisas devem ter as seguintes características:
Existem dois tipos distintos de camisas:
Boa resistência aos atritos e ao desgaste
Deformações reduzidas
Boa resistência aos choques térmicos
Camisa húmida
Camisa seca

2.1.4.1 - CAMISA HÚMIDA
Na camisa húmida a sua superfície externa encontra-se em contacto directo com o liquido
refrigerante, como mostra a figura 2.12.
1 – Camisa húmida
2 – Junta de vedação
3 – Líquido de arrefecimento
4 – Bloco do motor
Entre as paredes da camisa húmida e o bloco, existe um espaço suficiente para a circulação
do líquido refrigerante.
Para que haja uma união estanque entre a camisa e o bloco do motor, para evitar fugas do
liquido de arrefecimento, são utilizadas dois tipos de juntas de estanquecidade:
Fig. 2.12 - Camisa húmida
Órgãos do Motor
Junta tórica (borracha)
Junta de cobre ou papel
1
23
4

As juntas de cobre têm cerca de 1mm de espessura e as juntas de papel têm cerca de 0,1mm
de espessura.
As juntas tóricas J (Fig.2.13), são juntas de borracha, que acoplam nuns ressaltos formados
na zona inferior da camisa que por sua vez encaixam em alojamentos dispostos no bloco.
Na figura 2.14 estão representadas algumas disposições de montagem de camisas húmidas
no bloco do motor.
No caso 1, a camisa tem um ressalto na zona inferior, que apoia no bloco do motor com
interposição de uma junta de estanquecidade.
No caso 2, a camisa é apoiada na parte superior, havendo na parte inferior uns anéis de
estanquecidade.
O caso 3 é uma combinação dos casos 1 e 2.
Fig.2.13 – Pormenor da junta tórica
Órgãos do Motor
D J

As camisas húmidas têm as seguintes vantagens e desvantagens:
No sentido de evitar a corrosão devida ao contacto directo da camisa húmida com o liquido
refrigerante, a superfície exterior da camisa recebe um tratamento especial à base de alumínio
ou cerâmica.
Os blocos do motor com camisas húmidas, são blocos fabricados em ferro fundido ou em liga
de alumínio.
Fig.2.14 – Disposições de montagem de camisas húmidas
Órgãos do Motor
VANTAGENS:
As camisas húmidas são facilmente substituídas, podendo até alterar-se a
cilindrada do motor.
Com camisas húmidas, é desnecessária a rectificação do interior do cilindro
e não são necessários êmbolos de sobremedida.
DESVANTAGENS:
As camisas húmidas estão mais sujeitas a corrosão.
Rigidez reduzida do bloco de cilindros.
1 32

A figura 2.15 mostra um bloco de motor que utiliza camisas húmidas.
2.1.4.2 - CAMISA SECA
A camisa seca não entra em contacto com o líquido refrigerante, como mostra a figura 2.16.
Órgãos do Motor
Fig.2.15 – Bloco do motor com camisas húmidas
A camisa seca é montada
à pressão no interior do
cilindro ou montada por
contracção térmica. A ca-
misa é arrefecida (contrae)
e o bloco de cilindros é
aquecido (dilata), permitindo
uma mais fácil introdução
da camisa no bloco de
cilindros.
Fig.2.16 – camisa seca
1 - Camisa
2 - Líquido
3 - Bloco de cilindros
1 2
3

As camisas secas têm as seguintes vantagens em relação às camisas húmidas:
Os blocos do motor com camisas secas, podem ser fabricados em ferro fundido ou em liga
de alumínio.
Nos blocos do motor em ferro fundido, as camisas secas podem ser substituídas em caso
de desgaste excessivo.
Nos blocos do motor em liga de alumínio, as camisas secas são montadas durante a moldagem
e, por isso, podem ser rectificadas mas não substituídas.
2.1.5 - ÊMBOLOS
2.1.5.1 – CARACTERÍSTICAS DO ÊMBOLO
O êmbolo (Fig.2.17), também chamado pistão, é
o órgão do motor que recebe directamente o im-
pulso provocado pela expansão dos gases devido à
combustão da mistura ar/combustível e, o transmite
à cambota por intermédio da biela.
Fig. 2.17 - Êmbolo
Órgãos do Motor
Com as camisas secas obtêm-se uma melhor centragem no bloco de
cilindros
As camisas secas não têm problemas de corrosão
As camisas secas não necessitam de juntas de estanquecidade
Não é possível desmontar as camisas secas, sem que as mesmas sejam
destruídas.
O êmbolo desloca-se no interior do cilindro.

O êmbolo é um componente móvel do motor, que faz a separação entre a câmara de combustão
e o cárter.
O êmbolo deverá ter as seguintes características:
A leveza dum êmbolo é de importância vital num motor. Dela dependem a diminuição das forças
de inércia geradas durante o movimento alternativo, permitindo assim aumentar a velocidade
do êmbolo e atingir regimes de rotação mais elevados.
2.1.5.2 – CONSTITUIÇÂO DO ÊMBOLO
O êmbolo é geralmente uma peça única, constituída por duas partes fundamentais: a cabeça
e a saia.
Na Cabeça existem:
Coroa do êmbolo
Zona ou caixa dos segmentos
Face superior do êmbolo
Boa resistência mecânica, para resistir às elevadas pressões provo-
cadas pela combustão.
Bom coeficiente de fricção em relação à camisa.
Boa resistência térmica para resistir ao calor gerado pela combustão.
A dilatação do êmbolo não pode ser excessiva, para que o êmbolo não
fique bloqueado no cilindro (êmbolo gripado).
Boa condutibilidade térmica, para dissipar parte do calor gerado pela
combustão.
Leve para diminuir as forças de inércia das peças móveis.
Órgãos do Motor

Na Saia existe:
A figura 2.18 mostra os componentes de um êmbolo.
A cabeça do êmbolo pode ter formas distintas. Essa forma depende da proeminência da
válvulas, da relação volumétrica, da câmara de combustão, etc.
A figura 2.19 mostra alguns exemplos de formas de cabeças de êmbolos:
2.15
Fig.2.18 – Componentes de um êmbolo
Orifício do cavilhão
Fig.2.19 – Formas de cabeças de êmbolos
Órgãos do Motor
1 - Face superior do êmbolo.
2 - Coroa do êmbolo.
3 - Orifício do cavilhão.
4 - Diâmetro nominal do êmbolo.
5 - Sala do êmbolo.
6 - Zona ou caixas dos segmentos.
1 2
6
5
3
4

A coroa do êmbolo, é a parte do êmbolo que suporta directamente as pressões e temperaturas do
gases da combustão e, por isso, está submetida aos maiores valores de pressão e temperatura.
Existem êmbolos em que a câmara de combustão, ou parte dela, está cavada na coroa do êmbolo,
como mostra a figura 2.20.
O orifício do cavilhão encontra-se na saia do êmbolo e, aloja o cavilhão. O cavilhão é o elemento que
faz a ligação do êmbolo à biela.
A saia serve de guia ao pé da biela (extremo superior da biela), suportando também os esforços laterais
e a fricção contra as paredes do cilindro. A saia contém o orifício onde é alojado o cavilhão do êmbolo,
que efectua a união do êmbolo à biela.
A zona ou caixa dos segmentos, aloja os segmentos. Os segmentos servem para evitar que passem
gases da combustão para o cárter e, para evitar que passe óleo para a câmara de combustão.
2.1.5.3 – MATERIAL DO ÊMBOLO
Existem êmbolos fabricados num só material, que normalmente é uma liga leve.
2.16
Fig. 2.20 - Êmbolo com câmara de combustão cavada na coroa
Órgãos do Motor

Órgãos do Motor
Em muitos casos utilizam-se ligas de alumínio e de magnésio.
Utiliza-se o duraluminio e Alpax (liga de alumínio e silício).
O cobre e o níquel, são utilizados para endurecer o alumínio mantendo este a sua leveza.
A figura 2.21 mostra um êmbolo fabricado num único material.
Fig.2.21 – Êmbolo fabricado num único material
Fig.2.22 – Êmbolo com tiras em ferro fundido
Existem êmbolos que têm no seu inte-
rior, tiras em ferro fundido especial,
nas zonas que são submetidas a
maiores esforços, como mostra a figura
2.22.
1 - Tiras em ferro fundido
especial
2 - Ranhura transversal
21

Órgãos do Motor
2.18
Devido à dilatação térmica dos êmbolos, estes têm por vezes ranhuras transversais (Fig.2.22),
para permitir que se verifique a dilatação do êmbolo sem que este aumente de tamanho.
2.1.5.4 – FORÇAS SOBRE O ÊMBOLO
O êmbolo está sujeito a esforços muito elevados e deve resistir a pressões muito altas que se
desenvolvem no momento da combustão.
O êmbolo poderá ter de suportar uma força superior a uma tonelada em cada ciclo de
funcionamento do motor, como mostra o exemplo seguinte:
Exemplo:
Considere-se o caso de um motor em que cada êmbolo tem um diâmetro de 80mm e que no
momento da combustão se regista uma pressão máxima de 30 Kg / cm2.
A força total que actua sobre o êmbolo naquele momento, será:
P = 30kg / cm2
D = 80mm = 8 cm
Uma tonelada e meia !
D – Diâmetro da coroa do êmbolo.
P – Pressão máxima exercida sobre a
coroa do êmbolo.
F – Força que actua sobre a coroa do
êmbolo.
- Área da coroa do êmbolo.
Devido à forte pressão de combustão que se exerce sobre a coroa do êmbolo, este é pressionado
contra a parede do cilindro. Por este facto, o êmbolo e o cilindro estão sujeitos a desgaste.
F = x P = x 30  F = 1507 Kg
pD2
4
p x 82
4
pD2
4

Para reduzir este problema, o eixo do cavilhão é ligeiramente deslocado do centro do êmbolo
para o lado submetido a pressão. A isto dá-se o nome de descentragem do cavilhão, como
2.1.5.5 – CARGA TÉRMICA SOBRE O ÊMBOLO
Durante o funcionamento do motor, o êmbolo atinge 150° de temperatura na saia e 350° de
temperatura na coroa. Devido a este aquecimento irregular, a dilatação do êmbolo também
é irregular, podendo fazer com que o êmbolo fique colado nas paredes do cilindro (êmbolo
gripado).
Com o objectivo de compensar os diferentes graus de dilatação térmica, nas diferentes zonas
do êmbolo, este deverá ser fabricado com uma secção oval, ficando o diâmetro maior do
êmbolo situado na direcção transversal em relação ao eixo do cavilhão.
2.19
Fig.2.23 – Descentragem do cavilhão
Órgãos do Motor
O êmbolo deverá ser concebido, de forma a que tenha uma forma cilíndrica
à temperatura normal de funcionamento.
1 - Eixo do cavilhão.
2 - Descentragem do cavilhão.
3 - Eixo do êmbolo.
4 - Lado de pressão do êmbolo.
2
3
4
1

E também, para compensar a dilatação térmica do êmbolo, a parte superior do êmbolo é
reduzida, como mostra a figura 2.24.
2.1.6 - CAVILHÃO
2.1.6.1 - CARACTERÍSTICAS DO CAVILHÃO
2.20
Fig.2.25 – O cavilhão faz a ligação entre o
êmbolo e a biela
A ligação do êmbolo à biela é efectuada através do ca-
vilhão, como mostra a figura (Fig.2.25)
Fig.2.24 – Forma do êmbolo
Órgãos do Motor
1 - Diâmetro da coroa do êmbolo.
2 - Diâmetro da parte inferior da saia
do êmbolo.
3 - Diâmetro medido na direcção do
cavilhão.
4 - Diâmetro medido na direcção
transversal ao cavilhão.
3
4
1
2

Órgãos do Motor
O cavilhão deve ter o maior diâmetro possível.
O cavilhão é um eixo, normalmente oco, com o objectivo de redução do seu peso.
A ligação através do cavilhão, é feita de modo a permitir à biela um movimento pendular em
relação ao êmbolo.
2.1.6.2 – MATERIAL DO CAVILHÃO
O forte impulso que o êmbolo recebe no tempo de combustão/expansão, é transmitido à biela
através do cavilhão, pelo que este deve ser fabricado em material resistente de forma a suportar
o grande esforço a que é submetido.
O cavilhão é fabricado em aço tratado e rectificado.
Normalmente é aço duro, de cementação.
2.1.6.3 – TIPOS DE FIXAÇÃO DO CAVILHÃO
Existem 3 (três) casos típicos de fixação do cavilhão, como mostram as figuras 2.26, 2.27 e
2.28.
Cavilhão fixo ao êmbolo.
Cavilhão “flutuante”
Cavilhão fixo à biela.

Órgãos do Motor
CAVILHÃO FIXO AO ÊMBOLO
Como mostra a figura 2.26 o cavilhão mantêm-se fixo no seu orifício de alojamento no êmbolo,
por meio de um parafuso.
CAVILHÃO FIXO À BIELA
Como se vê na figura 2.27 o cavilhão é fixo ao pé da biela através de um parafuso que aperta
uma abraçadeira formada pelo próprio pé da biela.
Fig.2.26 – Cavilhão fixo
ao êmbolo
Fig.2.27 – Cavilhão fixo à biela Fig.2.28 – Cavilhão
“Flutuante”

Órgãos do Motor
CAVILHÃO “FLUTUANTE”
Este método (Fig.2.28) é o mais utilizado. O cavilhão fica “flutuante” , ou seja, gira livremente
no se alojamento, entre o êmbolo e a biela. A fixação do cavilhão para evitar a sua saída pelos
extremos, é obtida através de dois grampos ou freios colocados sob pressão, em que cada um
ao expandir-se, se aloja numa ranhura circular existente no orifício de alojamento do cavilhão ,
impedindo assim, a saída deste. Ver a figura 2.25.
2.1.7 – SEGMENTOS
2.1.7.1 – DESCRIÇÃO DOS SEGMENTOS
Os segmentos são anéis (Fig.2.29) que são montados em fendas, existentes na cabeça do
êmbolo, como mostra a figura 2.30.
Fig.2.29 – Segmentos
Fig.2.30 – Segmentos no êmbolo
1 - Segmento de compressão
superior (altura única).
2 - Segemtno de compressão
central (altura variável).
3 - Retentor de óleo (altura vari-
ável)
3
2
1

Os segmentos têm as seguintes funções:
Os segmentos devem resistir ao desgaste, à corrosão e às vibrações.
2.1.7.2– TIPOS DE SEGMENTOS
Consoante a missão que realizam podem distinguir-se 2 (dois) tipos de segmentos:
Tanto uns como outros, são montados em fendas feitas para efeito na cabeça do êmbolo.
2.24
Garantir que não existam fugas de gases de combustão para o cárter durante
os períodos de compressão e expansão, o que levaria a uma perca de energia
disponível para produzir o deslocamento do êmbolo.
Garantir que não existam fugas de gases de combustão para o cárter durante
os períodos de compressão e expansão, o que levaria a uma perca de energia
disponível para produzir o deslocamento do êmbolo.
Órgãos do Motor
Garantir que o óleo de lubrificação, que banha as paredes do cilindro ou camisa,
não passe para a câmara de combustão, onde seria queimado e formaria
depósitos de carvão que aderem às válvulas, coroa do êmbolo e paredes da
câmara de combustão.
Segmentos de compressão.
Segmentos de óleo.

SEGMENTOS DE COMPRESSÃO
Os segmentos de compressão têm como função garantir a estanquecidade entre o êmbolo
e as paredes do cilindro ou camisa.
Os segmentos de compressão têm geralmente uma secção rectangular ou trapezoidal.
A figura 2.31 mostra vários tipos de secções de segmentos de compressão.
2.25
Ossegmentosdecompressãosãomonta-
dos nas fendas da cabeça do êmbolo por
cima do cavilhão, mais próximas da câmara
de combustão e, geralmente, em número
de dois, como mostra a figura 2.32.
O segmento que é montado mais em cima
é chamado de segmento de fogo ou
segmento de choque, por ser o segmento
que suporta directamente a pressão da
combustão.
Fig.2.32 – Segmentos de compressão
Fig.2.31 – Tipos de secções de segmentos de compressão
Órgãos do Motor
1 - Secção rectangular.
2 - Superfície inclinada.
3 - Superfície.
4 - Secção trapezoidal.
5 - Secção em L.
6 - Secção em degrau (segmento de Napier).
1
2
3
4
5
6
1
2
1 - Segmento de fogo

Como se pode ver na figura 2.32, o segmento de fogo tem uma periferia arredondada, de
maneira a que a fricção com a parede do cilindro seja mais suave.
A secção cónica do segundo segmento de compressão, permite que seja efectuada maior
pressão contra a parede do cilindro no movimento de descida do êmbolo. Este segundo
segmento de compressão tem também a função de raspador de óleo.
SEGMENTOS DE ÓLEO
Os segmentos de óleo (Fig.2.34), também chamados raspadores de óleo, servem para
evitar que fique depositada nas paredes do cilindro ou camisa uma quantidade excessiva de
óleo, raspando esse óleo que poderia passar para a câmara de combustão.
Um segmento de óleo tem geralmente um perfil em forma de C e, dispõe de um elemento
interior elástico (mola tubular, mola expansível, etc.) ou uma lâmina de aço convenientemente
dobrada, que faz aumentar a pressão que o segmento exerce contra as paredes do cilindro ou
camisa.
O segmento de óleo pode ter umas ranhuras, que permitem a passagem do óleo para o
interior do êmbolo.
A figura 2.34 mostra alguns tipos de segmentos de óleo.
2.26
A figura 2.33 mostra uma outra dispo-
sição de segmentos de compressão,
em que o segmento de fogo tem uma
secção trapezoidal, e o outro segmen-
to de compressão tem um degrau
(segmento de Napier), que faz o efeito
de raspador de óleo.
Fig.2.33 - Segmentos de compressão
Órgãos do Motor
1 - Segmento de fogo.
2 - Segmento de compressão.

Fig.2.34 - Segmentos de óleo
Órgãos do Motor
É na terceira fenda da cabeça do êmbolo que é alojado o segmento de óleo, como mostra
a figura 2.36. Essa fenda está provida de orifícios (Fig.2.35) que permitem transportar para
o interior do êmbolo o óleo raspado da parede do cilindro ou camisa, que posteriormente, é
vertido para o cárter inferior do motor, como mostra a figura 2.37.
Fig.2.35 – Orifícios na terceira fenda do êmbolo
para passagem do óleo
Fig.2.36 – Segmento de óleo
1 - Segmento de óleo com ranhuras.
2 - Segmento de óleo com mola expansível.
3 - Segmento de óleo com mola tubular.
1
2
3

Na figura 2.37 estão representadas três posições possíveis dos segmentos de óleo.
O caso A é o mais comum. Neste caso, os dois segmentos de compressão e o segmento de
óleo estão colocados por cima do cavilhão.
As posições dos segmentos de óleo nos casos B e C são mais utilizadas quando a saia do
êmbolo é muito comprida. Assim diminui-se a oscilação lateral do êmbolo, uma vez que os
segmentos de óleo em baixo servem de guia. No entanto, o caso B já não é muito utilizado.
2.1.7.3 – MATERIAL DOS SEGMENTOS
Os segmentos são fabricados em fundição cinzenta de grão fino, material este que garante
uma boa elasticidade e adequada dureza.
Podem também ser construídos em fundição centrifugada e por vezes banhados a crómio,
o que alarga a sua duração (aumenta a resistência ao desgaste e à corrosão) e diminui o
desgaste das paredes do cilindro.
2.1.7.4 – MONTAGEM DOS SEGMENTOS
Como se viu na figura 2.29, os segmentos são cortados. Os cortes podem ser de vários tipos:
direitos, oblíquos, em baioneta, etc.
2.28
Fig.2.37 – Posições dos segmentos de óleo
Órgãos do Motor
1 - Segmentos de compres-
são.
2 - Segmentos de óleo.
A B C

Órgãos do Motor
A montagem dos segmentos (Fig.2.38) deve ser efectuada de modo a que os cortes dos vários
segmentos não fiquem:
Os cortes dos segmentos deverão estar desfasados de 120°, como mostra a figura 2.38.
Alinhados uns com os outros
Alinhados com o cavilhão ou na direcção perpendicular ao mesmo
Fig.2.38 – Posição de montagem dos segmentos
1 - Segmento de óleo
3
2
1

A montagem dos segmentos no êmbo-
lo, é efectuada com uma ferramenta
própria para o efeito (alicate de
segmentos), como mostra a figura
2.39.
Fig.2.39 – Montagem de segmento
Órgãos do Motor
2.1.8 - BIELAS
A biela é o órgão mecânico que faz a união do êmbolo à cambota. Transforma assim, o
movimento alternativo do êmbolo em movimento rotativo da cambota.
2.1.8.1 – CONSTITUIÇÃO DA BIELA
A biela é dividida em 3 (três) partes, como mostra a figura 2.40.
Fig.2.40 – Biela
c - Corpo de biela
d - Bucha de pé de biela
p - Pé de biela
m - Metal anti-fricção
t - Cabeça de biela

Cabeça da biela
É a parte da biela que se encontra ligada à cam-
bota, abraçando um moente da cambota com
interposição de uns casquilhos ou capas anti-
fricção (Fig.2.42).
Estas capas anti-fricção são normalmente co-
nhecidas por capas de bielas.
A cabeça da biela está geralmente dividida em
duas partes unidas por parafusos, como mostra
a figura 2.42.
Fig.2.42 – A cabeça da biela é dividida em duas partes
Quando o cavilhão não é fixo, existe
no pé da biela um casquilho metido à
pressão, normalmente de bronze. Este
casquilho tem um furo para permitir a
sua lubrificação, como mostra a figura
2.41.
2.31
Órgãos do Motor
Pé da biela
É a parte da biela que está ligada ao êmbolo, através do cavilhão.
O pé da biela é furado e fresado.
É no pé da biela que é alojado o cavilhão. Como se viu atrás (Capítulo 2.1.6.3), o cavilhão pode
estar fixo através de um parafuso ou não.
Fig.2.41 – Pé da biela e casquilho
A e B - Capas anti-
fricção
Pé da biela
Casquilho
Orifício de
lubrificação
1
2
3
A
B

Encontra-se dividida em duas partes, por forma a permitir a ligação e separação da biela à
cambota, nas operações de montagem e desmontagem.
As duas partes da cabeça da biela são numeradas, de forma a que quando as bielas são
desmontadas e posteriormente montadas, cada metade de cabeça de biela fique acoplada à
sua metade correspondente. Não pode haver trocas.
A figura 2.43 mostra um exemplo da numeração das cabeças das bielas, num motor.
A figura 2.44 mostra em pormenor a numeração da cabeça de uma biela.
Corpo da biela
É a parte da biela que se situa entre o pé e a cabeça da biela
A biela está submetida a forças de tracção, de pressão e de flexão. A sua secção transversal
em duplo T, dá-lhe a rigidez necessária.
Fig.2.43 – Numeração das cabeças das bielas
2.32
O corpo da biela tem normalmente, uma secção transversal em duplo T.
Fig.2.44 – Numeração da cabeça de uma biela
Órgãos do Motor
1 - Numeração
1 - Numeração
1
1
1

Neste tipo de bielas (Fig.2.45), geram-se esforços de corte sobre os parafusos, que é necessário
atenuar. Para tal, a superfície de divisão da cabeça da biela, deve ser dentada como mostra a
figura 2.46.
Emalgunscasos,ocortedacabeçadabielanão
é feito perpendicularmente ao eixo longitudinal
da biela, havendo uma certa inclinação, como
Esta inclinação tem como objectivo permitir
a desmontagem do conjunto biela/êmbolo
pela parte superior do cilindro, sem haver a
necessidade de desmontar a cambota.
Fig.2.45 – Biela com cabeça inclinada em relação
ao eixo longitudinal
2.33
Fig.2.46 – Superfície dentada da cabeça da biela
Órgãos do Motor

A figura 2.47 mostra todos os componentes de uma biela.
Nos motores de blocos de cilindros em V, as bielas são fixas à cambota aos pares. Ou seja, a cada
moente da cambota são unidas duas bielas, cada uma das quais pertencente a uma linha de cilindros
diferente. Na figura 2.48 estão representados 3 (três) casos possíveis de disposição das bielas.
2.34
Órgãos do Motor
Fig.2.47 – Biela e seus componentes
Fig.2.48 – Disposições das bielas em motores em V
1 – Pé de biela
2 – Casquilho do pé da biela
3 – Orifício de lubrificação
4 – Parafusos de aperto da cabeça da biela
5 – Corpo da biela
6 – Cabeça da biela
7 – Capas da biela (anti-fricção)
8 – Cabeça da biela
1
2
3
4
5
6
7
8
A B C

Órgãos do Motor
No caso A, articula-se uma das bielas à cabeça da outra, que se chama biela mestra.
No caso B, uma das bielas encontra-se entre os dois ramos que formam a cabeça da outra biela
(cabeça em forma de forquilha).
No caso C, as duas bielas são colocadas uma ao lado da outra. Este é o método mais comum.
2.1.8.2 –CARACTERÍSTICAS DAS BIELAS
As bielas deverão ter as seguintes características:
As bielas deverão ser perfeitamente equilibradas e, agrupadas de modo a garantir que todas as
bielas pertencentes ao mesmo motor tenham um peso idêntico.
Nos motores a gasolina admite-se geralmente, uma diferença máxima de peso entre as bielas, de
cerca de 5 (cinco) gramas.
Nos motores diesel admite-se geralmente, uma diferença máxima de peso entre as bielas, de cerca
de 15 (cinco) gramas.
A figura 2.49 mostra uma balança própria para pesar bielas.
Grande resistência.
Leve, para que as forças de inércia que resultam do seu movimento sejam as
menores possíveis
Grande rigidez.

2.1.8.3 –MATERIAL DAS BIELAS
As bielas são geralmente fabricadas em aço de cromo-níquel ou cromo-vanádio.
Também são por vezes fabricadas em liga de alumínio de alta resistência.
Em motores de competição, as bielas são fabricadas em ligas leves, por vezes à base de
titânio.
2.1.9 - CAMBOTA
A cambota, ou veio de manivelas, é o órgão do motor que recebe o movimento linear
alternativo do êmbolo e da biela e, o transforma em movimento de rotação, dando origem a um
binário, através de um sistema de manivelas.
Na figura 2.50 está representada uma cambota para um motor de 4 (quatro) cilindros em
linha.
2.36
Órgãos do Motor
Fig.2.49 – Balança para pesar bielas
Fig.2.50 – Cambota

Órgãos do Motor
2.1.9.1 – FUNÇÃO DA CAMBOTA
A principal função da cambota é receber o movimento linear e alternativo do êmbolo e da
biela e, transformá-lo em movimento de rotação, dando origem a um binário. A maior parte
desse binário é transmitido pela embraiagem ao sistema de transmissão e por sua vez às rodas
do veículo.
A parte restante do binário produzido, é utilizado pela cambota para accionar, entre outros, os
seguintes órgãos e componentes do motor:
2.1.9.2 – MATERIAL DA CAMBOTA
Existem cambotas fabricadas em:
Bomba de óleo do circuito de lubrificação.
Aço ligado com crómio, níquel e silício
Bomba de água do sistema de refrigeração..
Bomba de óleo da direcção assistida.
Distribuidor.
Alternador.
Mecanismo de accionamento das válvulas.
Árvore de cames.

Fig.2.51 – Componentes da cambota
Ferro fundido G.S. (com grafite esferoidal)s.
Aço ligado com crómio, vanádio e molibdénio.
2.1.9.3 – CONSTITUIÇÃO DA CAMBOTA
A figura 2.51 mostra uma cambota de um motor de 4 (quatro) cilindros em linha. Nesta figura
pode-se observar:
A – Apoios da cambota; B – Moentes de apoio das bielas; C – Disco de união da cambota ao
volante do motor; D – Orifício dos parafusos do disco de união; E – Casquilho onde se apoia o
eixo primário da caixa de velocidades; F – Local de montagem de carreto para accionamento
da árvore de caames; G – Local de montagem de polie para accionamento de bomba de água
e alternador; H – Contrapeso
Órgãos do Motor

Fig.2.52 – Cambota com 5 (cinco) apoios montada so-
bre o cárter superior do bloco
A cambota é montada na zona in-
ferior do bloco do motor, suportada
pelo cárter superior ou berço da
cambota, ficando apoiada em chu-
maceiras ou moentes de apoio,
vulgarmente chamadas de apoios
da cambota. A figura 2.52 mostra
uma cambota de um motor de 4
(quatro) cilindros em linha com 5
(cinco) apoios.
Num motor monocilindrico (com
um cilindro apenas), a cambota é
uma simples manivela apoiada no
bloco do motor através de 2 (dois)
apoios, como mostra a figura 2.53.
Órgãos do Motor
Os apoios da cambota (A) que a fixam ao berço da mesma através de chumaceiras de apoio
(com interposição de capas anti-fricção).
Os moentes (B) onde se fixam as cabeças das bielas e, em oposição a estes moentes os
contrapesos (H) para equilíbrio da cambota.
O disco (C) de união da cambota ao volante do motor através de parafusos colocados nos
orifícios (D) e um casquilho de bronze (E) onde se apoia o eixo primário da caixa de velocidades
sobre o qual é montado o disco de embraiagem.
Em (F) é montado um carreto que transmite movimento da cambota à árvore de cames e em
(G) é montada uma polia que normalmente transmite movimento a uma bomba de água e ao
alternador.
2.1.9.4 – APOIOS DA CAMBOTA
Fig.2.53 – Cambota de motor monoci-lindrico
com 2 (dois) apoios
45 3 2 1

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